JP3823081B2 - 基板処理装置及び基板処理方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体デバイスの製造において、基板上に対しレジストや絶縁膜材料の塗布処理を行う基板処理装置及び基板処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体デバイスの製造工程において、例えばウェハ上に層間絶縁膜を形成する場合、例えば塗布装置において、スピンコートによりウェハ上に絶縁膜材料である薬液を拡げて塗布膜を形成している。その後、塗布膜に化学的処理または加熱処理等を施して層間絶縁膜を形成している。
【0003】
上記塗布装置には、例えば薬液を収容するタンクが設けられ、このタンクからチューブ等の配管を介してノズルまで、ベローズ等のポンプにより薬液を圧送している。そしてこのノズルからウェハ上に薬液を吐出してスピンコートを行っている。(例えば、特許文献1参照。この文献における実施例では薬液はレジスト液である)。
【0004】
【特許文献1】
実公平4−20753号公報(明細書第2、3項、第2図等)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、最近では、生産ロットごとの基板の枚数を少なくして、多品種の基板を生産するいわゆる多品種小ロット化が進んでいる。このように多品種化が進むに伴って、例えば1つの塗布装置で使用する薬液を多種類用意し多品種化に対応している。
【0006】
しかしながら、薬液を多種類用意するには、その薬液ごとにそれぞれタンクやポンプ、チューブ、フィルタ、ノズル等の薬液を供給するための機器類を備えなければならない。これにより、装置コストが増大するといった問題や、それぞれのタンクやフィルタ等のメンテナンスを行うための作業負担が増大するという問題がある。
【0007】
また、そのようなメンテナンス時には、通常、配管ラインや機器類に薬液を大量に流したり、タンクに残っている薬液を廃棄したりするため、薬液が無駄となっている。
【0008】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、機器点数を減らすことができるとともに薬液の無駄を防止することができる基板処理装置及び基板処理方法を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の第1の観点に係る基板処理装置は、基板を支持する支持部と、処理液が収容された容器を保持する保持部と、前記保持部により保持された容器から直接、少なくとも前記支持部により支持された基板上に処理液を吐出させる吐出手段と、前記容器を載置する載置部と、少なくとも前記載置部と前記支持部により支持された基板との間で、前記保持部を移動させる移動機構と、前記載置部に固定可能であり、前記容器に着脱自在に設けられた該容器の内部を密閉するための蓋部材とを具備することを特徴とする。
【0010】
本発明では、処理液が収容された容器から直接基板上にその処理液を吐出させるようにしている。その結果、例えば複数の処理液の種類ごとに容器を複数用意することにより、ポンプ、フィルタ、エアオペバルブ等の機器類を処理液の種類ごとに備える必要がなくなり機器点数を削減することができる。またこれによりメンテナンス等の作業負担も低減することができる。また、例えば容器を使い切りタイプの小さいものとすることにより、メンテナンス時に処理液を廃棄する必要がなくなり省材料、省エネルギーを実現し、環境汚染の防止に寄与する。更に、前記載置部に固定可能であり、前記容器に着脱自在に設けられた該容器の内部を密閉するための蓋部材を備えている。これにより、容器に対して簡単に蓋部材を着脱することができる。
【0014】
本発明の一の形態では、前記保持部は、前記容器を保持した状態で容器を回転させる回転機構を有し、前記回転機構は、前記容器を前記載置部に固定された蓋部材に対し回転させることで、前記容器に対し蓋部材を着脱する。これにより、容器に対して簡単に蓋部材を着脱することができる。また、このような構成により吐出手段は、前記蓋部材に対し処理液のダミーディスペンスを行うことができる。ダミーディスペンスとは、処理液の供給の前に、処理液を一旦基板以外に向けて吐出し、例えば処理液を吐出する吐出口の先端の洗浄や、その吐出口の内部(例えばノズルの内部)で乾燥した処理液を排出する処理である。
【0017】
本発明の一の形態では、前記容器はベローズ型の形状をなす。これにより、従来においてタンクから処理液を汲み上げるためのポンプ等と同様に、容器から吐出される処理液の量を精密に制御することができる。すなわち、本発明ではポンプ等の機器類を使用しない分、容器自体をベローズ型の形状にしている。
本発明の第2の観点に係る基板処理装置は、基板を支持する支持部と、処理液が収容され、ほぼ直方体形状の容器を保持する保持部と、前記保持部により保持された容器から直接、少なくとも前記支持部により支持された基板上に処理液を吐出させる吐出手段とを具備することを特徴とする。
本発明では、処理液が収容された容器から直接基板上にその処理液を吐出させるようにしている。その結果、例えば複数の処理液の種類ごとに容器を複数用意することにより、ポンプ、フィルタ、エアオペバルブ等の機器類を処理液の種類ごとに備える必要がなくなり機器点数を削減することができる。またこれによりメンテナンス等の作業負担も低減することができる。また、例えば容器を使い切りタイプの小さいものとすることにより、メンテナンス時に処理液を廃棄する必要がなくなり省材料、省エネルギーを実現し、環境汚染の防止に寄与する。また、前記容器はほぼ直方体形状をなす。これにより、保持部で容器を保持する場合には、容器の最も変形が小さい部分あるいは変形がない部分を保持することで、容器から処理液が吐出されてしまうことを防止できる。また一方で容器から処理液を吐出させる場合において、吐出手段が容器を押圧させて変形させるものである場合、容器の最も変形が大きい部分を押圧して吐出させることができる。
本発明の一の形態では、前記容器は弾性変形することが可能に構成され、前記吐出手段は、前記容器を押圧して弾性変形させる押圧手段を有する。押圧手段としては、例えばエアシリンダにより容器を押圧して処理液を吐出させることができる。あるいは、エアシリンダの他に、例えば窒素ガスを用いた押圧(加圧)や圧電素子を使ったアクチュエータも用いることができる。また、保持部が押圧手段を兼ねるようにしてもよい。
本発明の一の形態では、前記載置部に設けられ、前記容器の温度を調整する温度調整機構をさらに具備する。これにより、常に容器の温度を一定に保つことができ、例えば使い切りの容器を複数配列させて載置させた場合であっても、安定した膜厚を持った膜を塗布することができる。また、各処理液を長時間大気に触れさることなく保存する(または待機させる)ことができるので品質を低下させることなく一定に維持することができる。
本発明の一の形態では、前記保持部は、ほぼ円形をなし、前記容器を複数前記円形に沿って配列させて保持する手段を有し、前記保持部を、前記支持部により支持された基板上で前記円形を含む面内で回転駆動させる回転駆動部をさらに具備し、前記吐出手段は、前記回転駆動部により回転駆動される保持部に保持された複数の容器から処理液をそれぞれ吐出させる。あるいは、本発明の一の形態では、前記保持部は、ほぼ長尺形をなし、前記容器を複数前記長尺形に沿って配列させて保持する手段を有し、前記保持部を、前記支持部により支持された基板上で前記長尺形における長手方向にスライド駆動させるスライド駆動部をさらに具備し、前記吐出手段は、前記スライド駆動部によりスライド駆動される保持部に保持された複数の容器から処理液をそれぞれ吐出させる。これらの発明により、複数の容器を保持した保持部を基板上で回転させ、あるいはスライドさせて移動させることができる。これにより、連続的な処理が可能となり、スループットを向上させることができる。
【0021】
本発明の観点に係る基板処理方法は、基板を支持する工程と、処理液を収容すると共に載置台に載置された容器を保持し、前記容器を前記載置台に対して回転させることで、前記容器の蓋部材を前記容器から外す工程と、保持した前記容器から直接、前記支持された基板上に処理液を吐出させる工程とを具備することを特徴とする。
【0023】
本発明の観点に係る基板処理方法では、容器から直接基板上にその処理液を吐出させるようにしているので、機器類を処理液の種類ごとに備える必要がなくなり機器点数を削減することができる。
本発明の一の形態によれば、前記容器を前記載置台に対して回転させ、前記容器の蓋部材を前記容器から外した後、前記容器から前記蓋部材に対してダミーディスペンスを行うことを特徴とする。また、このような吐出させる工程では、前記蓋部材に対し処理液のダミーディスペンスを行うことができる。ダミーディスペンスとは、処理液の供給の前に、処理液を一旦基板以外に向けて吐出し、例えば処理液を吐出する吐出口の先端の洗浄や、その吐出口の内部(例えばノズルの内部)で乾燥した処理液を排出する処理である。
【0024】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【0025】
図1〜図3は本発明の一実施形態に係るSOD(Spin on Dielectric)システムの全体構成を示す図であって、図1は平面図、図2は正面図および図3は背面図である。
【0026】
このSODシステム1は、基板としての半導体ウェハWをウェハカセットCRで複数枚たとえば25枚単位で外部からシステムに搬入しまたはシステムから搬出したり、ウェハカセットCRに対してウェハWを搬入・搬出したりするためのカセットブロック10と、SOD塗布工程の中で1枚ずつウェハWに所定の処理を施す枚葉式の各種処理ステーションを所定位置に多段配置してなる処理ブロック11とを一体に接続した構成を有している。
【0027】
カセットブロック10では、図1に示すように、カセット載置台20上の突起20aの位置に複数個たとえば4個までのウェハカセットCRがそれぞれのウェハ出入口を処理ブロック11側に向けてX方向一列に載置され、カセット配列方向(X方向)およびウェハカセットCR内に収納されたウェハのウェハ配列方向(Z垂直方向)に移動可能なウェハ搬送体21が各ウェハカセットCRに選択的にアクセスするようになっている。さらに、このウェハ搬送体21は、θ方向に回転可能に構成されており、後述するように処理ブロック11側の第3の組G3の多段ステーション部に属する受け渡し・冷却プレート(TCP)にもアクセスできるようになっている。
【0028】
処理ブロック11では、図1に示すように、中心部に垂直搬送型の主ウェハ搬送機構22が設けられ、その周りに全ての処理ステーションが1組または複数の組に亙って多段に配置されている。この例では、4組G1,G2,G3,G4の多段配置構成であり、第1および第2の組G1,G2の多段ステーションはシステム正面(図1において手前)側に並置され、第3の組G3の多段ステーションはカセットブロック10に隣接して配置され、第4の組G4の多段ステーションはキャビネット12に隣接して配置されている。
【0029】
図2に示すように、第1の組G1では、カップCP内でウェハWをスピンチャックに載せて絶縁膜材料を供給し、ウェハを回転させることによりウェハ上に均一な絶縁膜を塗布するSOD塗布処理ステーション(SCT)が配置されている。
【0030】
第2の組G2では、SOD塗布処理ステーション(SCT)が上段に配置されている。なお、必要に応じて第2の組G2の下段にSOD塗布処理ステーション(SCT)やソルベントエクスチェンジ処理ステーション(DSE)等を配置することも可能である。
【0031】
図3に示すように、第3の組G3では、2個の低酸素高温加熱処理ステーション(DLB)と、2個の低温加熱処理ステーション(LHP)と、冷却処理ステーション(CPL)と、受け渡し・冷却プレート(TCP)と、冷却処理ステーション(CPL)とが上から順に多段に配置されている。低温加熱処理ステーション(LHP)はウェハWが載置される熱板を有し、ウェハWを低温加熱処理する。冷却処理ステーション(CPL)はウェハWが載置される冷却板を有し、ウェハWを冷却処理する。受け渡し・冷却プレート(TCP)は下段にウェハWを冷却する冷却板、上段に受け渡し台を有する2段構造とされ、カセットブロック10と処理ブロック11との間でウェハWの受け渡しを行う。
【0032】
第4の組G4では、例えば2個の低酸素加熱冷却ステーション(DLC)が多段に配置されている。低酸素加熱冷却ステーション(DLC)は、酸素濃度の制御を行いながら、ウェハを加熱及び冷却するものである。
【0033】
なお、第4の組G4における最下段に、例えばエージング処理を行うエージング処理ユニット(DAC)を必要に応じて設けるようにしてもよい。
【0034】
図3を参照して、主ウェハ搬送機構22は筒状支持体27の内側に、上下方向(Z方向)に昇降自在なウェハ搬送装置30を装備している。筒状支持体27は図示しないモータの回転軸に接続されており、このモータの回転駆動力によって、前記回転軸を中心としてウェハ搬送装置30と一体に回転する。従って、ウェハ搬送装置30はθ方向に回転自在となっている。このウェハ搬送装置30の搬送基台40上にはアームが例えば3本備えられており、これらのアーム31は主ウェハ搬送機構22の周囲に配置された処理ステーションにアクセスしてこれら処理ステーションとの間でウェハWの受け渡しを行うようになっている。
【0035】
次に以上のように構成されたこのSODシステム1の処理工程について説明する。
【0036】
まずカセットブロック10において、処理前のウェハWはウェハカセットCRからウェハ搬送体21を介して処理ブロック11側の第3の組G3に属する受け渡し・冷却プレート(TCP)における受け渡し台へ搬送される。
【0037】
受け渡し・冷却プレート(TCP)における受け渡し台に搬送されたウェハWは主ウェハ搬送機構22を介して冷却処理ステーション(CPL)へ搬送される。そして冷却処理ステーション(CPL)において、ウェハWはSOD塗布処理ステーション(SCT)における処理に適合する温度まで温調される。
【0038】
冷却処理ステーション(CPL)で冷却処理されたウェハWは主ウェハ搬送機構22を介してSOD塗布処理ステーション(SCT)へ搬送される。そしてSOD塗布処理ステーション(SCT)において、ウェハWはSOD塗布処理が行われる。これについては後に詳述する。
【0039】
SOD塗布処理ステーション(SCT)でSOD塗布処理が行われたウェハWは主ウェハ搬送機構22を介して低温加熱処理ステーション(LHP)へ搬送される。そして低温加熱処理ステーション(LHP)において、ウェハWは低温加熱処理される。
【0040】
低温加熱処理ステーション(LHP)で低温加熱処理されたウェハWは、主ウェハ搬送機構22を介して低酸素加熱処理ステーション(DLB)において、低温加熱処理ステーション(LHP)における加熱処理より高い温度で、低酸素加熱処理される。
【0041】
低酸素加熱処理ステーション(DLB)で低酸素加熱処理されたウェハWは、主ウェハ搬送機構22を介して受け渡し・冷却プレート(TCP)における冷却板へ搬送される。そして受け渡し・冷却プレート(TCP)における冷却板において、ウェハWは冷却処理される。
【0042】
受け渡し・冷却プレート(TCP)における冷却板で冷却処理されたウェハWはカセットブロック10においてウェハ搬送体21を介してウェハカセットCRへ搬送される。
【0043】
なお、絶縁膜材料によっては塗布処理後にエージング処理やソルベントエクスチェンジを行うこともある。
【0044】
次に、本発明に係るSOD塗布処理ステーション(SCT)について詳細に説明する。
【0045】
図4及び図5は、SOD塗布処理ステーション(SCT)を示す斜視図及び断面図である。図5を参照して、このSOD塗布処理ステーション(SCT)のほぼ中央部には廃液管53を有する環状のカップCΡが配設され、カップCΡの内側には、基板を水平に支持するスピンチャック52が配置されている。スピンチャック52は真空吸着によってウェハWを固定支持した状態で駆動モータ54によって回転駆動されるようになっている。この駆動モータ54は、ユニット底板51に設けられた開口51aに上下移動可能に配置され、例えばアルミニウムからなるキャップ状のフランジ部材58を介して例えばエアシリンダからなる昇降駆動手段60及び昇降ガイド手段62と結合されている。この駆動手段60により、スピンチャック52は昇降しアーム31との間でウェハの受け渡しが行われるようになっている。
【0046】
図4を参照して、カップCPの側部には、容器15を保持する保持機構9を移動させるための移動機構29が配置されている。容器15には絶縁膜材料となる薬液が収容されている。移動機構29は、Z軸支持体6を図中Y方向に移動させるY軸駆動部5を有し、Z軸支持体6の上部にはX方向に保持機構9を移動させるX軸支持体7が設けられている。Z軸支持体6は、X軸支持体7をZ方向(上下方向)に移動させるようになっている。このような移動機構29の構成により、後述するように容器15をX、Y、Z方向に移動させることができる。
【0047】
なお、X、Y、Z軸の駆動機構としては、図示しないが、例えばモータによるベルト駆動やボールネジ駆動、あるいはエアシリンダ等の駆動機構を用いることができる。
【0048】
図6は、保持機構9を下方から示した斜視図である。この保持機構9は、容器15を挟んで掴むための挟持体33を有した挟持部34と、この挟持部34をθ方向に回転駆動させるモータ32とを備えている。モータ32は、回転軸部材32aが直結されており、この回転軸部材32aと挟持部34とが連結されている。挟持部34は、例えば図示しないエアシリンダを内蔵しており、そのエアシリンダで挟持体33を図中Y方向に移動させるようになっている。
【0049】
上述の移動機構29の駆動の制御は、駆動制御部28によって行われるようになっており、X、Y、Z方向の駆動についてはそれぞれX軸コントローラ25、Y軸コントローラ24、Z軸コントローラ23により、その移動量が制御されるようになっている。また、θ軸コントローラ26は、保持機構9のモータ32の駆動を制御するようになっている。
【0050】
図7は、容器15を示す図であり、(a)は正面図、(b)は側面図、(c)は平面図である。この容器15は、薬液を収容する収容体35に、薬液を吐出させるための吐出部36が固定されている。収容体35は、例えば面積の大きい大面部35a及び面積の小さい小面部35bを有しており、ほぼ直方体形状をなしている。この収容体は、例えばポリエチレン等の樹脂でなっている。吐出部36には、後述するように図8に示す蓋部材37を着脱させる円筒状の着脱部36aが設けられ、さらに薬液を吐出する吐出口36bが形成されている。
【0051】
再び図4を参照して、例えば容器15を平面内で複数配列させるための皿(フォルダ)13を載置する載置台4が、カップCPの側部に配置されている。図8は皿13を示す拡大断面図であり、図9はこの皿13を示す平面図である。この皿13には、例えば25個(例えば1ロット分)の蓋部材37が配列され固定されている。この蓋部材37は皿13に埋没されて固定されており、例えば蓋部材37自身に設けられたネジ機構により皿13に対して取り外しできるような構成としてもよい。容器15は皿13に対して垂直に立つように、蓋部材37に対して着脱可能になっている。具体的には、着脱部36aに形成された切欠き36aaに蓋部材37に設けられたフランジ部37aが係合することで、容器15に対して蓋部材37が閉まるようになっている。
【0052】
皿13に配列された容器に収容された全ての薬液が同種類(1種類)の薬液であってもよいし、あるいは所定の数だけ異なる種類の薬液であってよい。例えば25個の容器のうち例えば5つずつ同種類の薬液を容器に収容させるようにし、1つの皿13で5種類の薬液が備えられるようにすることもできる。
【0053】
また、載置台4には、皿13の温度を調整することにより容器15内の薬液の温度を調整する温度調整機構14が内蔵されている。この温度調整機構14としては、例えば図10に示すように載置台4の複数の突起部4aにそれぞれ内蔵された電熱線39を用いることができる。皿13の下面は、例えば載置台4上の突起部4aにそれぞれ嵌合するように図示するように凹凸が形成されている。電熱線39は電源41にそれぞれ接続されており、これら電熱線39の作動によりその熱が皿13を介して容器15に伝えられ薬液が温調されるようになっている。薬液の温調される温度は、例えば23℃である。
【0054】
このような温度調整機構14を設けることにより、常に容器15の温度を一定に保つことができ、安定した膜厚を持った膜を塗布することができる。また、各処理液を長時間大気に触れさることなく保存できるので品質を低下させることなく一定に維持することができる。
【0055】
なお、Y軸駆動部5の隣には、ウェハWの周縁に付着した余分な膜を除去するための液を吐出するノズル17が設けられた周縁除去機構16が設けられている。
【0056】
次に、以上のように構成されたSOD塗布処理ステーション(SCT)の動作について説明する。
【0057】
まず、図5に示すアーム31により搬送されたウェハWがスピンチャック52に渡され、スピンチャック52が下降することによりウェハWがカップCP内に収められる。このとき、保持機構9や移動機構29によって載置台4上に位置して待機している。
【0058】
そして、移動機構29の駆動によって、保持機構9が載置台4上の皿13が配置された位置の真上に配置される。そして図11(a)に示すように、挟持部34が容器15の真上から下降する。下降すると、図11(b)に示すように挟持体33で容器15を挟持して保持し、図11(c)に示すように例えば90°回転させる。そして図11(d)に示すように、挟持部3を上方向に移動させることにより蓋部材37から容器15が外される。ここで、図11(d)に示すように、挟持体33の挟持力を少し上げて容器15を押圧し、蓋部材37に対してダミーディスペンスを行うようにしてもよい。このように蓋部材37にダミーディスペンスを行うことができるので、従来のようにダミーディスペンス用の容器等を設ける必要がなくなる。
【0059】
次に、このように保持機構9で保持された容器15が、移動機構29により、図12(a)に示すようにスピンチャック52に支持されたウェハWの中心上に移動する。そして、挟持体33の挟持力を増加させて容器15を押圧することにより、容器15の収容体35が弾性変形して容器15からウェハW上に薬液を吐出させる。この吐出量は、例えば1〜3ccである。薬液の吐出と同時に、ウェハWがスピンチャック52の回転駆動により回転し遠心力により薬液がウェハ表面の全面に拡がり塗布される。このときの挟持体33の挟持力は、上記ダミーディスペンスにおける挟持力より大きくして容器15の弾性変形を大きくしている。
【0060】
そして、この後再び移動機構29によって容器15が皿13上の元の位置に戻される。そして、このように容器15が戻されて移動している間に、例えば薬液の周縁除去処理が行われる。
【0061】
ここで、容器15に収容されている薬液の量は、例えば8インチサイズのウェハ1枚分の使用量である1〜3ccとしてもよいし、例えば5〜20ccとしてウェハ数枚分の使用量としてもよい。1〜3ccの場合は、1回の塗布処理で容器1つを使い切るが、5〜20ccの場合は、ウェハ数枚分の処理の間、保持機構9により容器15を保持した状態にしておくことができ、塗布処理の都度、容器15を押圧して薬液を吐出させることができる。
【0062】
以上、本実施の形態では、容器15から直接ウェハ上にその薬液を吐出させるようにしているので、ポンプ、フィルタ、エアオペバルブ等の機器類を処理液の種類ごとに備える必要がなくなり機器点数を削減することができる。またこれによりメンテナンス等の作業負担も低減することができる。
【0063】
また、本実施の形態では、容器15を使い切りタイプの小さいものとしているので、メンテナンス時に薬液を廃棄する必要がなくなり省材料、省エネルギーを実現することができ、環境汚染を抑えることができる。
【0064】
また、従来では薬液タンクが、例えば5〜10リットル収容できるものを使用していたため、例えば長期間薬液がそのタンク内に収容された状態となって薬液が劣化したり、薬液が固化してパーティクルが発生したりするおそれがあった。しかし、本実施の形態によれば、1回、5回、10回等の使いきりタイプの容器15を使用しているのでそのような問題はなく、常に新鮮な薬液を提供することができる。
【0065】
さらに、従来では、エアオペバルブ等の制御によりいわゆるサックバック(薬液の垂れ落ちを防ぐためにノズル内の薬液を吸引すること。)を行っていたが、本実施の形態では、薬液を吐出した後、すなわち容器15が押圧されて弾性変形した後、容器15が元の形状に戻ろうとする弾性力によって自動的にサックバックが行われる。このように本実施の形態では、従来のようなエアオペバルブ等の制御を行わなくてもよく、処理工程数及びエネルギーの観点において効率的である。
【0066】
図13は、容器及び載置台の他の実施形態を示す断面図である。この容器65は薬液を収容する収容体85の表面に環状の突起部85aが設けられている。符号63は薬液の吐出口である。そして、例えば載置台42に形成された穴部44に容器65が挿入されたとき、穴部44の表面に形成された環状の凹部44aに、突起部85aが嵌め込まれるようになっている。穴部44の近傍には、容器65の温度を調整する電熱線39が設けられている。
【0067】
このような構成によれば、穴部44における突起部45aより下方は密閉状態となるので、上記のように蓋部材37を設ける必要がなくなる。また、電熱線39が、容器65が挿入される穴部44の近傍に配置されているため、より効率的な温度調整が可能となる。
【0068】
図14は、保持機構及び容器の他の実施形態を示す断面図である。なお、図14において、図8における構成要素と同一のものについては同一の符号を付すものとし、その説明を省略する。
【0069】
この保持機構59は、上部はエアシリンダ71から構成されており、下部は例えば2つの挟持体68を有する挟持部67から構成されている。エアシリンダ71は、シリンダ本体66内部にピストン部材69を有している。シリンダ本体66には通気孔66aが形成されており、エア供給部70から供給されるエアが通気孔66aを介してシリンダ本体66の内部に導入されるようになっている。
【0070】
挟持部67には、挟持体68を図中水平方向に移動させる機構が設けられている。この機構としては、図6において説明した機構と同様である。
【0071】
皿13上に配置された容器80は、例えばベローズ型の形状をなし内部に薬液を収容した収容体47を有しており、収容体47は例えば円筒状の筒体46に囲繞されている。この筒体46の上部には穴46aが設けられており、筒体46内にピストン部材69の頭部69aが挿入されるようになっている。容器80の下部に設けられた着脱部48は、蓋部材37に対して着脱自在であって、この着脱部48の上部には切欠き48aが形成されている。
【0072】
図15は、このような保持機構59及び容器80の動作を示す断面図である。保持機構59は、その挟持体68に形成されたフランジ68aを切欠き48aに係合させて挟持することにより容器80を保持する。そして、容器80を保持した保持機構59がウェハW上まで移動すると、エア供給部70から所定の量のエアが供給されることでピストン部材69が押し下げられ、頭部69aが収容体47に当接しそのまま収容体47を押圧する。これにより収容体47は垂直方向に圧縮されウェハW上に薬液を所定の量、例えば1〜3ccだけ吐出する。
【0073】
本実施の形態によれば、従来においてタンクから処理液を汲み上げるためのポンプ等と同様に、容器80から吐出される薬液の量を精密に制御することができる。すなわち、本実施の形態ではポンプ等の機器類を使用しない分、容器自体をベローズ型の形状にしている。
【0074】
図16は、本発明の別の実施の形態に係るSOD塗布処理ステーションを示す平面図である。なお、図16において、図4における構成要素と同一のものについては同一の符号を付すものとし、その説明を省略する。
【0075】
本実施の形態では、スピンチャック(図示せず)に支持されたウェハWの上方に、容器15を保持する回転可能な例えば円形の保持体18が配置されている。この保持体18は、例えば、複数設けられた穴18aに図7に示した容器15の着脱部36が嵌め込まれることにより、容器15を保持するようになっている。また、この保持体18はその周囲に歯車用の歯部材が複数設けられており、例えばギア部材19を介してモータ38に接続されている。これにより、容器15は保持体18がθ方向に回転される度に、スピンチャックに支持されたウェハWの中心上に位置するように配置されるようになっている。
【0076】
このように構成されたSOD塗布処理ステーションでは、挟持体33を有した挟持部34(図6に示すものと同様の構成)が容器15を挟持して押圧することによりウェハW上に薬液を吐出する。そして、例えばこのように塗布処理されたウェハがこのSOD塗布処理ステーションから搬出され、次に塗布処理されるべきウェハWが搬入してくる間に保持体18をモータ38により回転させ、新しい容器15をその処理されるべきウェハの中心上に配置させる。そして、挟持部34によりその新しい容器15を押圧させることにより薬液が吐出される。このような連続的な処理は、挟持部34を少なくともZ軸方向(図16において紙面に垂直方向)に移動可能な構成にしておくことにより可能となる。すなわち、ウェハに薬液を供給する時以外の時は、挟持部34を上方に移動させて待機させておけばよい。
【0077】
また、保持体18は必ずしも円形に限られない。例えば図17に示すように、長尺形状の保持体180をモータ19により直線状にスライドさせる(保持体180の長手方向にスライドさせる)ことで、複数の容器15から連続的に薬液を吐出することも可能である。
【0078】
本発明は以上説明した実施形態には限定されるものではなく、種々の変形が可能である。
【0079】
上記の実施形態では、容器80の形状は直方体やベローズポンプ型としたが、これらに限らず袋状のものやシリンジ状のもの、あるいは半分に割れるスティック状のもの等であってもよい等であってもよい。また、容器80の内部を第1の室と第2の室とに分割して、それぞれの室に例えば絶縁膜材料の薬液とプリウェット用のシンナとを収容することもできる。
【0080】
容器15の温度調整機構として載置台4に内蔵された電熱線39を例に上げたが、容器に対して温風や温水を供給する装置を設けるようにしてもよい。またこの温風の供給装置は、載置台4と離れた位置に配置させることも可能である。さらに容器に突起を設け、保持機構がその突起をつまむようにして保持するようにすれば、その保持機構による保持によって容器から薬液が吐出してしまうことを防止できる。
【0081】
上記実施の形態では、保持機構9は1つの容器を保持するようにした。しかし、例えば2つ単位で保持するようにして、連続的に異なる薬液を吐出することもできる。例えば、その2つの容器のうち1つにシンナ等のプリウェット用の薬液を収容させておき、プリウェット用の薬液を最初に吐出し、次に絶縁膜材料の薬液を吐出するようにすることができる。
【0082】
あるいは、容器15の内部を例えば2分割にしてそれぞれ異なる種類の薬液を収容し、その2分割に対応してそれぞれ吐出口を設け(2つの吐出口を設け)、異なる種類の薬液を時間差で吐出することもできる。また、時間差で吐出するのではなく、吐出時にそれらの薬液を混合させるようにしてもよい。
【0083】
上記実施の形態では、挟持部34における挟持体33(図6参照)はエアシリンダで駆動する構成としたが、エアシリンダに限らず、圧電素子やボイスコールモータ等を用いたアクチュエータでもよい。
【0084】
本発明は、薬液として絶縁膜材料だけでなく例えばレジスト液でも適用可能である。また、薬液の塗布方法として上記実施形態ではスピン塗布としたが、これに限らず、塗布液を吐出するノズルをウェハに対して相対的に移動させながら矩形波状(方形波状)に塗布液を供給し、ウェハ上に塗布膜を形成するいわゆるスキャン塗布であってもよい。また、塗布液を帯状に供給するスリットタイプのノズルを用いた塗布処理にも適用することができる。
【0085】
基板としては半導体ウェハだけでなくFPD(フラットパネルディスプレイ)等に用いられるガラス基板にも本発明を適用できる。
【0086】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、機器点数を減らすことができるとともに薬液の無駄を防止、さらには薬液の劣化を防止できる。また、またメンテナンス等の作業負担も低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態に係るSODシステムの平面図である。
【図2】図1に示すSODシステムの正面図である。
【図3】図1に示すSODシステムの背面図である。
【図4】本発明の一実施の形態に係るSOD塗布処理ステーションを示す斜視図である。
【図5】図4に示すSOD塗布処理ステーションの断面図である。
【図6】一実施の形態に係る保持機構を下方から示した斜視図である。
【図7】(a)は一実施の形態に係る容器を示す正面図、(b)はその側面図、(c)は平面図である。
【図8】一実施の形態に係る皿を示す拡大断面図である。
【図9】図8に示す皿の平面図である。
【図10】容器を配列させた皿と載置台を示す断面図である。
【図11】保持機構による容器の保持動作を示す図である。
【図12】保持機構が保持した容器からウェハ上に薬液を吐出する動作を示す図である。
【図13】容器及び載置台の他の実施の形態を示す断面図である。
【図14】保持機構及び容器の他の実施の形態を示す断面図である。
【図15】保持機構が保持した容器からウェハ上に薬液を吐出する動作を示す図である。
【図16】本発明の別の実施の形態に係るSOD塗布処理ステーションを示す平面図である。
【図17】図16に示すSOD塗布処理ステーションの変形例を示す平面図である。
【符号の説明】
W…半導体ウェハ
4,42…載置台
9,59…保持機構
14…温度調整機構
15,65…容器
18…保持体
29…移動機構
30…ウェハ搬送装置
31…アーム
32…モータ
33…挟持体
34…挟持部
37…蓋部材
37a…フランジ部
52…スピンチャック
Claims (10)
- 基板を支持する支持部と、
処理液が収容された容器を保持する保持部と、
前記保持部により保持された容器から直接、少なくとも前記支持部により支持された基板上に処理液を吐出させる吐出手段と、
前記容器を載置する載置部と、
少なくとも前記載置部と前記支持部により支持された基板との間で、前記保持部を移動させる移動機構と、
前記載置部に固定可能であり、前記容器に着脱自在に設けられた該容器の内部を密閉するための蓋部材と
を具備することを特徴とする基板処理装置。 - 請求項1に記載の基板処理装置であって、
前記保持部は、前記容器を保持した状態で容器を回転させる回転機構を有し、
前記回転機構は、前記容器を前記載置部に固定された蓋部材に対し回転させることで、前記容器に対し蓋部材を着脱することを特徴とする基板処理装置。 - 請求項1または請求項2に記載の基板処理装置であって、
前記容器はベローズ型の形状をなすことを特徴とする基板処理装置。 - 基板を支持する支持部と、
処理液が収容され、ほぼ直方体形状の容器を保持する保持部と、
前記保持部により保持された容器から直接、少なくとも前記支持部により支持された基板上に処理液を吐出させる吐出手段と
を具備することを特徴とする基板処理装置。 - 請求項1乃至請求項4のうちのいずれか一項に記載の基板処理装置であって、
前記容器は弾性変形することが可能に構成され、
前記吐出手段は、前記容器を押圧して弾性変形させる押圧手段を有することを特徴とする基板処理装置。 - 請求項1乃至請求項5のうちのいずれか一項に記載の基板処理装置であって、
前記載置部に設けられ、前記容器の温度を調整する温度調整機構をさらに具備することを特徴とする基板処理装置。 - 請求項1乃至請求項6のうちのいずれか一項に記載の基板処理装置であって、
前記保持部は、ほぼ円形をなし、前記容器を複数前記円形に沿って配列させて保持する手段を有し、
前記保持部を、前記支持部により支持された基板上で前記円形を含む面内で回転駆動させる回転駆動部をさらに具備し、
前記吐出手段は、前記回転駆動部により回転駆動される保持部に保持された複数の容器から処理液をそれぞれ吐出させることを特徴とする基板処理装置。 - 請求項1乃至請求項6のうちのいずれか一項に記載の基板処理装置であって、
前記保持部は、ほぼ長尺形をなし、前記容器を複数前記長尺形に沿って配列させて保持する手段を有し、
前記保持部を、前記支持部により支持された基板上で前記長尺形における長手方向にスライド駆動させるスライド駆動部をさらに具備し、
前記吐出手段は、前記スライド駆動部によりスライド駆動される保持部に保持された複数の容器から処理液をそれぞれ吐出させることを特徴とする基板処理装置。 - 基板を支持する工程と、
処理液を収容すると共に載置台に載置された容器を保持し、前記容器を前記載置台に対して回転させることで、前記容器の蓋部材を前記容器から外す工程と、
保持した前記容器から直接、前記支持された基板上に処理液を吐出させる工程と
を具備することを特徴とする基板処理方法。 - 請求項9に記載の基板処理方法であって、
前記容器を前記載置台に対して回転させ、前記容器の蓋部材を前記容器から外した後、前記容器から前記蓋部材に対してダミーディスペンスを行うことを特徴とする基板処理方法。
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